一种轨道接地装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨道接地装置，连接于车体与摩擦盘之间，用于导通车体与钢轨之间的电气连接以实现接地功能，装置包括：通过弹性机构连接至车体的刚性电刷，刚性电刷与摩擦盘刚性接触；与刚性电刷相连的柔性电刷，柔性电刷进一步包括固定连接于刚性电刷的底座，及连接于底座的电刷丝，电刷丝与摩擦盘弹性接触。柔性电刷可以有效提高直流与工频交流的接地性能，延长轨道接地装置的使用寿命。同时在柔性电刷与摩擦盘的接触区域形成高频电流通道，有利于轨道电气系统中的高频谐波电流流向钢轨，可有效降低系统电磁干扰。本发明专利技术能够解决传统接地装置因接地装置碳刷表面与摩擦盘接触时长期磨损，导致接地电阻过大而造成接地电流回流小的技术问题。

A kind of track grounding device

The invention discloses a rail grounding device is connected between the body and the friction disc, including device for electrical conduction between the train and the rail connection in order to achieve the grounding function, through elastic mechanism connected to the rigid rigid body brush, brush contact and friction disc rigid; flexible brush is connected with the rigid brush. The flexible brush further comprises a base fixedly connected to a rigid brush, and connected to the base of the wire brush, wire brush disc elastic contact with friction. The flexible brush can effectively improve the grounding performance of DC and industrial frequency, and prolong the service life of the track grounding device. At the same time, the high frequency current channel is formed in the contact area between the flexible brush and the friction disc, which is favorable for the high frequency harmonic current in the track electrical system to flow to the rail, which can effectively reduce the electromagnetic interference of the system. The invention can solve the technical problem that the traditional grounding device causes long wear and tear due to the contact between the surface of the carbon brush surface and the friction disc, resulting in the small grounding current returning due to the large grounding resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道接地装置
本专利技术涉及轨道交通接地
，尤其是涉及一种轨道接地装置。
技术介绍
在铁道车辆的运行中，轴承保持良好的状态是不可缺少的。一旦轨道和车辆接触部分发生异常，就会损伤轴承。研究发现轴承的损坏主要是由流经转轴、轴承等的电流使轴承内壁电腐蚀损坏，该电流主要由定子和转子间轴电压击穿轴承油膜。引起轴承损坏的电流被称为电火花加工(ElectricalDischargeMachining，EDM)轴承电流。开关器件在快速开断过程中电压在短时间内快速上升或下降，将加剧电机绕组绝缘压力和轴承内的轴承电压压力。为了改变这一现状，目前地铁上常在动车组轮毂上面安装接地刷，使得漏电流通过车体和轮毂连接到地平面。如附图1所示，为轨道电气系统示意图，该系统包括：摩擦盘4、联轴节、齿轮箱、车体6、车轮7、钢轨8、供电柜9、轨道接地装置10、逆变器11、电机12和转向架13等。其中，逆变器11采用1500V直流供电，轨道接地装置10由接地碳刷/摩擦盘4与车轮(即车轴和轮对)7连接至轮毂上。从附图1中可知，系统的所有共模回路都要经过接地碳刷/摩擦盘4回流至钢轨8，因此接地碳刷/摩擦盘4的电气性能好坏关系到轨道电气系统的回流性能。如附图2所示，为传统轨道接地装置的结构示意图，图中：3表示传统的刚性电刷、4表示摩擦盘、5表示弹性机构(如弹簧)，摩擦盘4通过工装与轮对同轴设置在车轴上(摩擦盘4与轮对同轴设置在车轴上)。轨道接地装置采用双碳刷结构，碳刷材质为含铜石墨，并采用恒压卷式结构的弹性机构(如弹簧)5保持碳刷与接地铜轴之间接触的压力均匀，从而实现轨道接地装置10与车体6之间可靠的电气连接。随着车辆运行的时间变长，轨道接地装置10和车辆上的摩擦盘4均会出现凹凸不平和磨损的痕迹，如附图3所示。这样就会导致轨道接地装置10不能够良好地接地，接地电阻变大，漏电流、轴承电流不能良好地由轨道接地装置10导通至钢轨8上。在现有技术中，与本专利技术申请最接近的技术方案为四川城际轨道交通材料有限责任公司于2014年03月12日申请，并于2014年09月03日公告，公告号为CN203813041U的技术专利《一种电力机车接地装置》就公开了一种传统的接地装置。该技术专利描述的电力机车接地装置，包括刷盒、固定于刷盒内的刷架以及设置在刷架上的碳刷，碳刷末端通过软线与刷架连接，刷架上设有用于导电的电缆接线端子，设置在刷架上的碳刷包括接地碳刷和消弧碳刷，接地碳刷和消弧碳刷的底部与刷架之间都设置有使碳刷头部与圆形摩擦铜盘紧密接触的弹簧。该技术通过在刷架的不同区域设置接地碳刷和消弧碳刷，同时对接地碳刷与摩擦铜盘之间，消弧碳刷与摩擦铜盘之间分别施加大小不同的压力，从而实现接地碳刷既具有较长使用寿命，又能避免接地装置在强烈振动工况下由于接地碳刷与摩擦盘分离后，导致二者之间产生高电压发生起弧烧损。然而，传统的轨道接地装置10虽然对直流和工频交流具有良好的导通作用，但是对电流中的高频成分阻抗较大，使高频谐波电流无法通过碳刷接地，加剧了轨道电气系统内的电磁干扰。另外，在使用一段时间后，传统碳刷和摩擦盘之间的接触面均会产生一定磨损，粗糙度增加、接触面积减小，从而导致接地电阻变大，轴承电流不能良好地被轮毂吸收。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种轨道接地装置，以解决传统接地装置因接地装置碳刷表面与摩擦盘接触时长期磨损，导致接地电阻过大而造成接地电流回流小的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种轨道接地装置的技术实现方案，一种轨道接地装置，连接于车体与摩擦盘之间，用于导通所述车体与钢轨之间的电气连接以实现接地功能，所述轨道接地装置包括：通过弹性机构连接至所述车体的刚性电刷，所述刚性电刷与所述摩擦盘刚性接触；与所述刚性电刷相连的柔性电刷，所述柔性电刷进一步包括固定连接于所述刚性电刷的底座，及连接于所述底座的电刷丝，所述电刷丝与所述摩擦盘弹性接触。优选的，所述柔性电刷的电刷丝长度超出所述刚性电刷与所述摩擦盘的接触底面0.5cm～2.5cm。优选的，所述柔性电刷与所述摩擦盘的摩擦面接触，所述柔性电刷的电刷丝深入所述摩擦面的缝隙中，在所述电刷丝与所述摩擦盘之间形成若干小电容，通过在所述柔性电刷与所述摩擦盘的接触区域形成高频电流通道，降低所述柔性电刷与所述摩擦盘之间的高频阻抗，使轨道电气系统中的高频谐波电流流向所述钢轨，从而降低整个轨道电气系统的电磁干扰。优选的，所述柔性电刷的电刷丝采用碳纤维、石墨纤维或金属纤维中的任意一种或两种以上的混合纤维。所述金属纤维采用包括银、铝或电解铜在内的任意一种两种以上的金属材料。优选的，所述柔性电刷的电刷丝中还掺入重量百分比为1％～10％的耐高温材料。优选的，所述底座采用纯石墨板、电化石墨板或金属石墨板中的任意一种材料。当所述底座采用金属石墨板时，所述底座中掺杂的金属为包括银、铝、铅或铜在内的任一种或两种以上的金属。优选的，所述刚性电刷采用长方体结构，所述刚性电刷的长宽比介于3:1～5:1之间。优选的，所述柔性电刷与所述摩擦盘的摩擦面之间轮廓间隙的算术平均值偏差小于3.2μm。优选的，所述柔性电刷对称地布置于所述刚性电刷的左右两侧。优选的，所述柔性电刷呈环状结构围绕于所述刚性电刷的外侧。优选的，所述刚性电刷的宽度与单侧的所述柔性电刷的宽度近似相等。优选的，所述刚性电刷对称地布置于所述柔性电刷的左右两侧。优选的，所述刚性电刷呈环状结构围绕于所述柔性电刷的外侧。优选的，所述柔性电刷的宽度与单侧的所述刚性电刷的宽度近似相等。专利技术还具体提供了另一种轨道接地装置的技术实现方案，一种轨道接地装置，连接于车体与摩擦盘之间，用于导通所述车体与钢轨之间的电气连接以实现接地功能，所述轨道接地装置包括柔性电刷，所述柔性电刷进一步包括：连接至所述车体的底座；及连接于所述底座的电刷丝，所述电刷丝与所述摩擦盘弹性接触。优选的，所述柔性电刷与所述摩擦盘的摩擦面接触，所述柔性电刷的电刷丝深入所述摩擦面的缝隙中，在所述电刷丝与所述摩擦盘之间形成若干小电容，通过在所述柔性电刷与所述摩擦盘的接触区域形成高频电流通道，降低所述柔性电刷与所述摩擦盘之间的高频阻抗，使轨道电气系统中的高频谐波电流流向所述钢轨，从而降低整个轨道电气系统的电磁干扰。优选的，所述柔性电刷的电刷丝采用碳纤维、石墨纤维或金属纤维中的任意一种或两种以上的混合纤维。所述金属纤维采用包括银、铝或电解铜在内的任意一种两种以上的金属材料。优选的，所述柔性电刷的电刷丝中还掺入重量百分比为1％～10％的耐高温材料。优选的，所述底座采用纯石墨板、电化石墨板或金属石墨板中的任意一种材料。当所述底座采用金属石墨板时，所述底座中掺杂的金属为包括银、铝、铅或铜在内的任一种或两种以上的金属。优选的，所述柔性电刷与所述摩擦盘的摩擦面之间轮廓间隙的算术平均值偏差小于3.2μm。通过实施上述本专利技术提供的轨道接地装置的技术方案，具有如下有益效果：(1)本专利技术改善了轨道接地装置与摩擦盘之间的接触表面状态，能够有效解决因为列车运行时间长所导致的接地装置中广泛采用的含铜碳刷与摩擦盘磨损所带来的轴承电流不能良好回流的问题；(2)本专利技术不但增加了轨道接地装置与摩擦盘之间的接触面积，同时还不影响轨道交通车辆的良好运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道接地装置，其特征在于，所述轨道接地装置(10)连接于车体(6)与摩擦盘(4)之间，用于导通所述车体(6)与钢轨(8)之间的电气连接以实现接地功能，所述轨道接地装置(10)包括：通过弹性机构(5)连接至所述车体(6)的刚性电刷(3)，所述刚性电刷(3)与所述摩擦盘(4)刚性接触；与所述刚性电刷(3)相连的柔性电刷(1)，所述柔性电刷(1)进一步包括固定连接于所述刚性电刷(3)的底座(2)，及连接于所述底座(2)的电刷丝(20)，所述电刷丝(20)与所述摩擦盘(4)弹性接触。

【技术特征摘要】
1.一种轨道接地装置，其特征在于，所述轨道接地装置(10)连接于车体(6)与摩擦盘(4)之间，用于导通所述车体(6)与钢轨(8)之间的电气连接以实现接地功能，所述轨道接地装置(10)包括：通过弹性机构(5)连接至所述车体(6)的刚性电刷(3)，所述刚性电刷(3)与所述摩擦盘(4)刚性接触；与所述刚性电刷(3)相连的柔性电刷(1)，所述柔性电刷(1)进一步包括固定连接于所述刚性电刷(3)的底座(2)，及连接于所述底座(2)的电刷丝(20)，所述电刷丝(20)与所述摩擦盘(4)弹性接触。2.根据权利要求2所述的轨道接地装置，其特征在于：所述柔性电刷(1)的电刷丝(20)长度超出所述刚性电刷(3)与所述摩擦盘(4)的接触底面0.5cm～2.5cm。3.根据权利要求1或2所述的轨道接地装置，其特征在于：所述柔性电刷(1)与所述摩擦盘(4)的摩擦面接触，所述柔性电刷(1)的电刷丝(20)深入所述摩擦面的缝隙中，在所述电刷丝(20)与所述摩擦盘(4)之间形成若干小电容，通过在所述柔性电刷(1)与所述摩擦盘(4)的接触区域形成高频电流通道，降低所述柔性电刷(1)与所述摩擦盘(4)之间的高频阻抗，使轨道电气系统中的高频谐波电流流向所述钢轨(8)，从而降低整个轨道电气系统的电磁干扰。4.根据权利要求3所述的轨道接地装置，其特征在于：所述柔性电刷(1)的电刷丝(20)采用碳纤维、石墨纤维或金属纤维中的任意一种或两种以上的混合纤维；所述金属纤维采用包括银、铝或电解铜在内的任意一种两种以上的金属材料。5.根据权利要求4所述的轨道接地装置，其特征在于：所述柔性电刷(1)的电刷丝(20)中还掺入重量百分比为1％～10％的耐高温材料。6.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的轨道接地装置，其特征在于：所述底座(2)采用纯石墨板、电化石墨板或金属石墨板中的任意一种材料；当所述底座(2)采用金属石墨板时，所述底座(2)中掺杂的金属为包括银、铝、铅或铜在内的任一种或两种以上的金属。7.根据权利要求6所述的轨道接地装置，其特征在于：所述刚性电刷(3)采用长方体结构，所述刚性电刷(3)的长宽比介于3:1～5:1之间。8.根据权利要求1、2、4、5或7任一项所述的轨道接地装置，其特征在于：所述柔性电刷(1)与所述摩擦盘(4)的摩擦面之间轮廓间隙的算术平均值偏差小于3.2μm。9.根据权利要求8所述的轨道接地装置，其特征在于：所述柔性电刷(1)对称地布置于所述刚性电刷(3)的左右两侧。10.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范祝霞，石煜，支永健，朱柄全，闫光临，闵建军，杨德勇，周伟，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43